第八章孢子虫Word格式文档下载.docx

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并有一些活动的丝状体干扰其它细胞。

他立刻想到这些丝状体和圆形小体可能即是疾病的病原体。

他是用放大约400倍的干镜头显微镜，所看到的是在盖玻片下未染色的新鲜血液内的虫体。

Marchiafava与Celli在1882~1884年间以及Golgi在1885-1886年间也相继分别在他们自己的病人血液中查见疟原虫，并进一步观察了疟原虫在红细胞内发育过程（即裂体增殖）中的各个时期以及疟原虫内的疟色素（malariapigment）。

Golgi则进一步观察到三日疟原虫与间日疟原虫在形态上的区别。

1884年，Gerhardt经注射疟疾病人的血液而使健康人获得感染，并在受血者体内查到这种寄生虫。

1892年，Marchiafava和Bignami发现恶性疟原虫。

1922年，Stephens鉴定和描述了卵形疟原虫。

疟疾的传播媒介，直至1897年，在印度工作的英国军医Ross最终阐明了疟原虫在按蚊体内的生活周期及通过叮咬进行传播，从而解决了这一基础的科学问题。

并因而获诺贝尔奖。

RonaldRoss（1857～1932）于1892年起在印度的英国军队中担任军医，1899年离开印度后任利物浦热带医学院热带医学教授。

后在伦敦创建ROOS研究院，任热带医学顾问，1902年获诺贝尔奖金。

1894年，Ross作为一名年轻的军官，受到Manson的鼓励在印度研究疟原虫的传播方式。

他克服了许多技术和行政上的困难，终于在1897年8月在吸过有“新月体”的病人血的按蚊体内观察到卵囊。

并于1898年在加尔各答用致倦库蚊传播鸟疟残疟原虫（P.relictum）成功，在几个月内连续观察到蚊虫体内疟原虫的所有发育期。

但是，当时却还不能解释：

为什么被携带有疟原虫子孢子的按蚊叮咬后必须经过一定时期后才能在血液中查见疟原虫？

为何由输入含有疟原虫血液所引起的疟疾远较由按蚊叮咬所引起的疟疾易于根治？

一直到二十世纪中叶分别在鸟（Raffaele等，1934）和猴（Shortt，Garnham等，1948）发现在疟原虫的生活史中除蚊体内孢子增殖与另一宿主的红细胞内裂体增殖之外，还有组织细胞内裂体增殖的一个时期，也就是红细胞外期。

之后，恶性疟原虫、间日疟原虫（Shortt等，1949，1951）、卵形疟原虫（Garnham，Bray等1954）和三日疟原虫（Bray，1960）在肝细胞内的发育，也相继被证实。

1977年，Lysenko等发现间日疟原虫子孢子进入肝细胞后发育速度不同，提出子孢子休眠学说；

Krofoski等（1980，1982，1986）的研究，也证实了在受累猴疟原虫和间日疟原虫的灵长类动物肝细胞内存在休眠子。

经过一个世纪的研究，人体疟原虫生活史始获得基本阐明。

【形态】

在红细胞内发现疟原虫是确诊疟疾和鉴别虫种的依据，困此必须熟悉红细胞内原虫形态。

疟原虫的基本构造为核、胞质和胞膜，环状体以后各期尚有消化分解血红蛋白后的终产物—疟色素。

用瑞氏或姬氏染液染色后，核呈紫红色，胞质为天蓝至深蓝色，疟色素呈棕黄色、棕褐色或黑褐色。

四种人体疟原虫的基本构造相同，但各期的形态又各有特征，可资鉴别。

除了疟原虫本身的形态特征不同之外，被寄生的红细胞在形态上也可发生变化。

被寄生红细胞的形态有无变化以及变化的特点，对鉴别疟原虫种类很有帮助。

如间日疟原虫和卵形疟原虫寄生的红细胞可以变大，变形，颜色变浅，常有明显的红色薛氏点（Schü

ffner’sdots）；

被恶性疟原虫寄生的红细胞有粗大的紫褐色茂氏点（Maurer’sdots）；

被三日疟原虫寄生的红细胞可有齐氏点（Ziemann’sdots）。

1．疟原虫在红细胞内的发育各期形态

疟原虫在红细胞内生长、发育、繁殖，形态变化很大。

一般分为三个主要发育期。

（1）滋养体（trophozoite）：

为疟原虫在红细胞内最早出现的摄食和生长的阶段。

按发育先后，滋养体有早期与晚期之分。

早期滋养体胞核小，胞质少，中间有空泡，虫体多呈环状，故又称之为环状体（ringform）。

以后虫体长大，胞核亦增大，胞质增多，有时伸出伪足，胞质中开始出现疟色素（malarialpigment）。

被间日疟原虫和三日疟原虫寄生的红细胞体积胀大，颜色变浅，开始出现薛氏小点。

此时称为晚期滋养体，亦称大滋养体。

（2）裂殖体（schizont）：

晚期滋养体发育成熟，核开始分裂后即称为裂殖体。

核经反复分裂，最后胞质随之分裂，每一个核被部分胞质包裹，成为裂殖子（merozoite），早期的裂殖体称为未成熟裂殖体，晚期含有裂殖子而且疟色素已经集中成团的裂殖体称为成熟裂殖体。

（3）配子体（gametocyte）：

疟原虫经过数次裂体增殖后，部分裂殖子侵入红细胞中发育长大，核增大而不再分裂，胞质增多而无伪足，最后发育成为圆形、卵圆形或新月形的个体，称为配子体。

配子体有雌雄（或大小）之分：

虫体较大，胞质致密，疟色素多而粗大，核致密而偏于虫体一侧（P.v、P.m、P.o）或居中（P.f）为雌（大）配子体；

虫体较小，胞质稀薄，疟色素少而细小，核疏松而位于虫体中央者为雄（小）配子体。

2．薄血膜中4种疟原虫的形态比较见表8-1

表8-1薄血膜中4种疟原虫的形态比较

3．超微结构

（1）裂殖子：

（如图12-1所示）红内期裂殖子呈卵圆形，有表膜复合膜（pellicularcomplex）包绕。

大小随虫种略有不同，平均长1．5μm，平均直径1μm。

表膜（pellicle）由一质膜和两层紧贴的内膜组成。

质膜厚约7.5nm，内膜厚约15nm，并有膜孔。

紧靠内膜的下面是一排起于顶端极环（polarring）并向后部放散的表膜下微管（subpellicularmicrotubule）。

内膜和表膜下微管可能起细胞骨架作用，使裂殖子有硬度。

游离的裂殖子的外膜有一厚约20nm表被（surfacecoat）复盖。

此表被是电子致密、坚实的纤丝，在性质上似是蛋白质，可能在疟原虫对宿主免疫反应的应答中起作用。

在裂殖子侧面表膜有一胞口（cytostome），红内期各期原虫通过胞口摄取宿主细胞浆。

裂殖子顶端是一截头的圆锥形突起称为顶突（apicalprominence），有三个极坏。

在此区可见两个电子致密的棒状体（rhoptry）和数个微线体（micronemes）。

棒状体和微线体可能在裂殖子侵入宿主细胞时起作用。

裂殖子后部可见一线粒体。

内质网很少，但胞浆内有丰富的核糖体。

高尔基氏复合体不明显。

裂殖子的核大而圆，位于虫体后半部，沿核膜可见核孔，未见有核仁。

图8-1疟原虫裂殖子

（2）红细胞膜的变化：

在被疟原虫感染的红细胞膜上出现结节（knob）、疣突（knobprotrusion）或凹窝-小泡复合体（caveola-vesiclecomplex）相当于光镜下见到的间日疟原虫的薛氏点；

或恶性疟原虫的茂氏点。

图8-2疟原虫感染红细胞表面结节

【生活史】

寄生人体的疟原虫生活史基本相同，需要人和按蚊二个宿主。

在人体内先后寄生于肝细胞和红细胞内，进行裂体增殖（schizogony）。

在红细胞内，除进行裂体增殖外，尚可形成配子体，开始有性生殖的初期发育。

在蚊体内，完成配子生殖（gametogony），继以孢子增殖（sporogony）。

1．在人体内的发育分肝细胞内的发育和红细胞内的发育二个阶段：

（1）红细胞外期（exo-erythrocyticcycle，简称红外期）：

当唾腺中带有成熟子孢子（sporozoite）的雌性按蚊刺吸人血时，子孢子随唾液进入人体，约经30分钟随血流侵入肝细胞，摄取肝细胞内营养进行发育并裂体增殖，形成红外期裂殖体。

成熟的红外期裂殖体内含数以万计的裂殖子。

肝细胞胀破，裂殖子释出，一部分裂殖子被巨噬细胞吞噬，其余部分侵入红细胞，开始红细胞内期的发育。

间日疟原虫完成红外期的时间约8天，恶性疟原虫约6天，三日疟原虫为11~12天，卵形疟原虫为9天。

目前认为间日疟原虫和卵形疟原虫的子孢子具有遗传学上不同的两种类型，即速发型子孢子（tachysporozoites，TS）和迟发型子孢子（bradysporozoites，BS）。

当子孢子进入肝细胞后，速发型子孢子继续发育完成红外期的裂体增殖；

而迟发型子孢子视虫株的不同，经过一段或长或短（数月至年余）的休眠期后，才完成红外期的裂体增殖。

经休眠期的子孢子被称之为休眠子（hypnozoite）。

恶性疟原虫和三日疟原虫无休眠子。

（2）红细胞内期（erythrocyticcycle，简称红内期）：

红外期的裂殖子从肝细胞释放出来，进入血流后很快侵入红细胞。

裂殖子侵入红细胞的过程包括以下步骤：

（1）裂殖子通过特异部位识别和附着于红细胞膜表面受体；

（2）红细胞膜在环绕裂殖子处凹入形成纳虫空泡；

（3）裂殖子入侵完成后纳虫空泡密封。

在入侵过程中裂殖子的细胞表被脱落于红细胞中。

侵入的裂殖子先形成环状体，摄取营养，生长发育，分裂增殖，经大滋养体、未成熟裂殖体，最后形成含有一定数量裂殖子的成熟裂殖体。

红细胞破裂后，裂殖子释出，一部分裂殖子被巨噬细胞消灭；

其余部分裂殖子再侵入其它正常红细胞，重复其红内期的裂体增殖过程。

完成一代红内期裂体增殖，间日疟原虫约需48小时，恶性疟原虫约需36～48小时，三日疟原虫约需72小时，卵形疟原虫约需48小时。

恶性疟原虫的早期滋养体在外周血液中经十几小时的发育，逐渐隐匿于微血管、血窦或其它血流缓慢处，继续发育成晚期滋养体及裂殖体，这2个时期在外周血液中一般不易见到。

图8-3疟原虫感染的红细胞及裂殖子释出

疟原虫经几代红内期裂体增殖后，部分裂殖子侵入红细胞后不再进行裂体增殖而发育成雌、雄配子体。

恶性疟原虫的配子体主要在肝、脾、骨髓等器官的血窦或微血管里发育，成熟后始出现于外周血液中，约在无性体出现后7~10天才见于外周血液中。

配子体的进一步发育需在蚊胃中进行，否则在人体内经30～60天即衰老变性而被消灭。

4种疟原虫寄生于红细胞的不同发育期。

间日疟原虫和卵形疟原虫主要寄生于网织红细胞，三日疟原虫多寄生于较衰老的红细胞，而恶性疟原虫可寄生于各时期的红细胞。

2．疟原虫在按蚊体内的发育当雌性按蚊刺吸病人或带虫者血液时，在红细胞内发育的各期原虫随血液入蚊胃，仅雌、雄配子体继续发育，其余各期原虫均被消化。

在蚊胃内，雌、雄配子体发育成雌、雄配子。

雄配子（malegamete）钻进雌配子（femalegamete）体内，受精形成合子（zygote）。

合子变长，能动，成为动合子（ookinete）。

动合子穿过胃壁，在胃弹性纤维膜下形成圆球形的卵囊（oocyst）。

卵囊长大，囊内的核和胞质反复分裂进行孢子增殖，生成成千上万的子孢子。

子孢子随卵囊破裂释出或由囊壁上的微孔逸出，随血淋巴集中于按蚊的唾腺，当受染蚊再吸血时，子孢子即可随唾液进入人体，又开始在人体内的发育。

在最适条件下，疟原虫在按蚊体内发育成熟所需时间：

间日疟原虫约为9~10天，恶性疟原虫约为10~12天，三日疟原虫约为25~28天，卵形疟原虫约为16天。

图8-5疟原虫的生活史

【营养代谢】

疟原虫可通过表膜的渗透或可通过胞口经胞饮方式摄取营养，使营养物质进入原虫体内。

研究疟原虫的营养代谢，对于开拓疟疾的化学治疗途径十分重要。

1．葡萄糖代谢红内期疟原虫的糖原储存很少，葡萄糖是疟原虫红内期主要的能量来源。

疟原虫的寄生使红细胞膜发生变化，增强葡萄糖通过膜的主动转运，或者除去某些抑制转运的因子，从而使疟原虫可源源不断地从宿主的血浆获得葡萄糖以供代谢之用。

葡萄糖通过酵解产生ATP供给疟原虫的能量。

葡萄糖酵解途径主要见于疟原虫的滋养体时期。

其它代谢途径还有二氧化碳固定和戊糖磷酸途径。

6-磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PD）是戊糖磷酸途径所需要的酶，受染疟原虫的红细胞内G6PD缺乏时，可影响疟原虫分解葡萄糖，导致疟原虫发育障碍。

缺乏G6PD的病人对恶性疟有选择抗性是否与此有关尚待进一步研究。

2．蛋白质代谢疟原虫获得游离氨基酸的来源主要是来自水解红细胞内的血红蛋白；

此外，还来自宿主的血浆和红细胞内的氨基酸库及有机物碳。

血红蛋白从疟原虫胞口被吞入，由胞口基部长出食物泡，胞口孔被膜封闭。

血红蛋白被食物泡内的酸性肽链内切酶和氨基肽酶的协同作用消化分解为珠蛋白和血红素。

珠蛋白在酶的作用下再分解为几种氨基酸以供合成虫体本身的蛋白质。

血红素最后形成一种复合物即疟色素。

疟色素不被溶解和吸收而留在食物泡的壁上。

在红细胞内裂体增殖过程中，疟色素逐渐融合成团，随着裂体增殖完成后被排入血流。

3．核酸代谢疟原虫没有从头合成嘌呤的途径，但依靠一个补救合成途径以利用现成的嘌呤碱基和核苷。

参与嘌呤补救途径的酶有腺苷酸脱氢酶、嘌呤-核苷磷酸化酶等。

疟原虫利用对氨基苯甲酸（PABA）和三磷酸鸟苷（GTP）经某些酶的作用可合成二氢叶酸（DHF），DHF再被二氢叶酸还原酶还原成具有活性的辅酶-四氢叶酸（THF）。

THF在疟原虫的多种生物合成途径中都是很重要的辅助因子。

如果宿主的食物中缺乏PABA，则影响THF的生成，其体内寄生的疟原虫的生长繁殖发生障碍，感染因而被抑制。

4．脂类代谢疟原虫无脂类储存，也不能合成脂肪酸与胆固醇，完全依赖于宿主提供，如从宿主血浆中获得游离脂肪酸，血浆中的胆固醇对维持疟原虫及受染细胞的膜的完整性都具有重要作用。

红细胞内疟原虫所需的脂类可由摄入的葡萄糖代谢的产物组成，其中主要为磷脂。

被寄生的红细胞，磷脂含量大大增高，因为晚期疟原虫比早期疟原虫含磷脂多，磷脂增多与疟原虫膜的合成有关。

【致病】

疟原虫的致病与侵入的虫种、虫株、数量和人体免疫状态有关。

1．潜伏期（incubationperiod）指疟原虫侵入人体到出现临床症状的间隔时间，包括红外期原虫发育的时间和红内期原虫经几代裂体增殖达到一定数量所需的时间。

潜伏期的长短与进入人体的原虫种株、子孢子数量和机体的免疫力有密切关系。

恶性疟的潜伏期为7～27天；

三日疟的潜伏期为18~35天；

卵形疟的潜伏期为11～16天；

间日疟的短潜伏期株为11～25天，长潜伏期株为6～12个月或更长。

在我国河南、云南、贵州、广西和湖南等省的志愿者进行多次感染间日疟原虫子孢子的实验观察，证明各地均兼有间日疟长、短潜伏期的2种类型，而且2者出现的比例有由北向南短潜伏期比例增高的趋势。

由输血感染诱发的疟疾，潜伏期一般较短。

服用抗疟药亦能延长潜伏期。

2．疟疾发作（paroxysm）疟疾的一次典型发作表现为寒战、高热和出汗退热3个连续阶段。

发作是由红内期的裂体增殖所致。

当经过几代红内期裂体增殖后，血中原虫的密度达到发热阈值（threshold），如间日疟原虫为10～500个／μL血，恶性疟原虫为500～1300个／μL。

红内期成熟裂殖体胀破红细胞后，大量的裂殖子、原虫代谢产物及红细胞碎片进入血流，其中一部分被巨噬细胞、中性粒细胞吞噬，刺激这些细胞产生内源性热原质，它和疟原虫的代谢产物共同作用于宿主下丘脑的体温调节中枢，引起发热。

随着血内刺激物被吞噬和降解，机体通过大量出汗，体温逐渐恢复正常，机体进入发作间歇阶段。

由于红内期裂体增殖是发作的基础，发作具有周期性，与红内期裂体增殖周期一致。

典型的间日疟和卵形疟隔日发作一次；

三日疟为隔2天发作1次；

恶性疟隔36～48小时发作一次。

若寄生的疟原虫增殖不同步时，发作间隔则无规律，如初发患者，不同种疟原虫混合感染时或有不同批次的同种疟原虫重复感染时，发作多不典型。

疟疾发作次数主要取决于患者治疗适当与否及机体免疫力增强的速度。

随着机体对疟原虫产生的免疫力逐渐增强，大量原虫被消灭，发作可自行停止。

3．疟疾的再燃和复发疟疾初发停止后，患者若无再感染，仅由于体内残存的少量红内期疟原虫在一定条件下重新大量繁殖又引起的疟疾发作，称为疟疾的再燃（recrudescence）。

再燃与宿主抵抗力和特异性免疫力的下降及疟原虫的抗原变异有关。

疟疾复发（relapse）指疟疾初发患者红内期疟原虫已被消灭，未经蚊媒传播感染，经过数周至年余，又出现疟疾发作，称复发。

关于复发机理，其学说不一，其中子孢子休眠学说似予以较好解释。

认为由于肝细胞内的休眠子复苏，发育释放的裂殖子再进入红细胞繁殖引起的疟疾发作。

恶性疟原虫和三日疟原虫无迟发型子孢子，因而只有再燃而不引起复发。

间日疟原虫和卵形疟原虫既有再燃，又有复发。

4．贫血（anemia）疟疾发作数次后，可出现贫血，尤以恶性疟为甚。

疟疾患者的贫血程度常超过疟原虫直接破坏红细胞的程度。

贫血的原因除了疟原虫直接破坏红细胞外，还与下列因素有关：

①脾功能亢进，吞噬大量正常的红细胞。

②免疫病理的损害，疟原虫寄生于红细胞时，使红细胞隐蔽的抗原暴露，刺激机体产生自身抗体，导致红细胞的破坏。

此外宿主产生特异抗体后，容易形成抗原抗体复合物，附着在红细胞上的免疫复合物可与补体结合，使红细胞膜发生显著改变而具有自身免疫原性，并可引起红细胞溶解或被巨噬细胞吞噬。

③骨髓造血功能受抑制。

5．脾肿大初发患者多在发作3～4天后，脾开始肿大，长期不愈或反复感染者，脾肿大十分明显。

主要原因是脾充血和单核-巨噬细胞的增生。

早期经积极抗疟治疗，脾可恢复正常。

慢性患者，由于脾包膜增厚，组织高度纤维化，质地变硬，虽经抗疟根治，也不能恢复到正常。

6．凶险型疟疾无免疫力的或因各种原因延误诊治的疟疾患者，可因血中原虫数量剧增而出现凶险症状。

常见的有脑型、超高热型等，多表现为持续高热、抽搐、昏迷、重症贫血、肾功能衰竭等，来势凶猛，若不能及时诊治，死亡率很高。

凶险型疟疾绝大多数由恶性疟原虫所致，但间日疟原虫引起的脑型疟（cerebralMalaria）国内已有报道。

对于发病机制，多数学者认为，凶险型疟疾脑部病变最为突出是因脑部微血管被疟原虫所寄生的红细胞阻塞造成局部缺氧和营养耗竭所致。

总之，疟疾的临床表现轻重不一，从轻度头痛直到重危病情出现凶险疟疾。

然而，大多数发作症状典型，发热期与无症状期交替较易辨认。

恶性疟是最凶险的一种疟疾，可发生致命的并发症，症状和体征常缺乏特征，而类似其它疾病，特别是感冒、病毒性肝炎以及昏迷病人中各种病因的脑病。

【免疫】

1．先天抵抗力（naturalresistance）宿主对疟疾感染的抵抗力，不仅取决于宿主免疫学机理，而且取决于宿主的先天遗传特性。

先天性抵抗力由遗传所决定，无需感染即已存在。

由于这些因素存在，宿主可以完全免遭疟疾感染，或减轻发病严重程度。

探索先天性抵抗力，可以深入理解寄生虫的需要，是了解寄生现象的基础，有助于研究防制或消灭疟疾新措施。

疟原虫生活史的整个过程都存在先天抵抗力，但目前的研究主要集中在红内期。

（1）受体（receptor）：

对先天性抵抗力的研究表明，红细胞决定簇（受体）是间日疟原虫和恶性疟原虫侵入过程所必需的。

1）恶性疟原虫裂殖子受体：

人红细胞对恶性疟原虫抵抗力的研究，首先提示血型糖蛋白是红细胞受体。

观察到缺乏血型糖蛋白A的红细胞，对恶性疟原虫侵入敏感性降低。

血型糖蛋白B在恶性疟原虫对红细胞的侵入方面亦起一定作用。

2）间日疟原虫裂殖子受体：

由于迄今间日疟原虫尚不能在体外连续培养，因此无法直接观察不同红细胞与间日疟原虫的关系。

因此所有这方面的体外研究都是用诺氏疟原虫。

间日疟原虫与猴疟原虫的亲缘关系比与恶性疟原虫的更为接近，在膜水平上，红细胞对间日疟原虫的抵抗机理与对诺氏疟原虫相同，因此由诺氏疟原虫所得的研究结果也适用于间日疟原虫。

实验研究表明Duffy血型物质是诺氏疟原虫的受体。

诺氏疟原虫与间日疟原虫侵入红细胞可能通过与同一受体起作用。

人Duffy阴性血型的红细胞能抵抗诺氏疟原虫的侵入。

这种表现型的黑种人能抵抗间日疟原虫对红细胞的感染。

流行病学与实验感染的资料也足以说明Duffy血型抗原也是间日疟原虫的受体。

西非为恶性疟的高度流行区，但从未有过间日疟流行，当地居民绝大多数为Duffy血型阴性；

东非大多数人为Duffy血型阳性，间日疟就流行严重。

Duffy阴性血型志愿者受到间日疟原虫子孢子的按蚊叮刺后不受感染，而Duffy阳性的志愿者则能受感染。

迄今为止，尚未发现有Duffy阴性者受间日疟原虫感染的病例。

（2）异常血红蛋白：

镰状细胞血红蛋白（Hbs）对恶性疟原虫有抵抗作用。

非洲患镰状红细胞症的儿童的恶性疟感染率略低于正常儿童，且前者的重症疟疾及患疟死亡的比例远少于后者。

此外，在疟区成年人镰状细胞性状出现频率明显高于青少年。

恶性疟使血红蛋白S（Hbs）基因能在种群中保持是疾病对基因选择的结果，表明镰状细胞和疟原虫之间相互作用关系已经建立。

疟原虫可以在来自地中海贫血病人的红细胞内正常生长。

地中海贫血在疟疾流行区出现率很高，